THESEUS-FE热分析软件功能简介及应用领域

Theseus-FE基于隐式有限元求解方法分析求解，能够解决各种热分析问题，包括各种形式的热辐射、全三维模拟问题、导热、自由及强制对流，稳态或完全瞬态的热传导和辐射问题等。在汽车行业，THESEUS-FE被广泛的应用各种问题诸如：空调系统的热分析，包括热舒适分析、除冰除霜分析、内饰件的热应力分析，以及整个排气系统、刹车盘冷却、热防护、电池布置等问题。

另外，Theseus-FE还包含烤漆和电泳分析模块，专门用来模拟汽车在烘房内的温度变化以及电泳过程中涂层厚度和电势。

THESEUS-FE采用最先进的快速辐射算法，辐射计算效率远优于其他同类软件；其独有的CFD双向耦合模块为精确地求解流固耦合传热问题tigong了保障；独特的假人模型FIALA-FE可仿真人体的多种热生理学反应，更准确的预测人体的热舒适性。THESEUS-FE在汽车、交通运输、航空航天等领域都拥有广大客户群。

THESEUS-FE使用最为先进的有限元技术进行高速稳态和瞬态热传导分析。可直接导入NASTRAN模型进行计算，支持包括壳单元，3D实体单元和1D链接单元、耦合单元在内的全部单元类型。它还支持多层复合材料的壳单元，可输出厚度方向的温度剖面，并可实现复合材料壳中的内部空气和真空层。

2.热辐射求解
Theseus-FE的高性能辐射求解器可快速完成短波辐射的吸收、传输和反射分析以及长波辐射的吸收、散射和多重反射计算。对于计算辐射传热必须的角系数，THESEUS-FE采用最先进的计算机图形学算法：kd-tree，能够充分考虑阴影效应等多种因素对热辐射造成的影响；其针对复杂大模型的智能分块技术不仅能以极高的效率完成计算还降低了对内存和存储空间的要求。

3.对流换热求解
THESEUS-FEtigong了丰富的手段模拟传热中的对流效应：
o 使用常数作为对流参数：换热系数(BC-C)或者流体流速(BC-FC)；
o 将BC-C，BC-FC与空气域(Airzone)或者流体(Volume)结合使用；
o 使用计算流体力学软件(CFD)计算出稳态流速场，通过多个空气域将加入流体流速；
o 完全传热(THESEUS-FE)/计算流体力学(CFD)耦合仿真:流体速度场恒定，只求解能量方程；
o 完全传热(THESEUS-FE)/计算流体力学(CFD)耦合仿真:同时求解流动和能量方程；

4.热舒适性求解
4.1 空调模拟
座舱内环境仿真是评估热舒适性的基础。对于座舱内热环境，利用THESEUS-FE为模拟汽车的暖通空调(HVAC)系统tigong的专门的模型—空气区(Airzones)，可将座舱分割成不同区域，每个区域具有相同或线性变化的温度和湿度，并通过对流条件与结构和假人模型相耦合，通过流量边界控制座舱内的通风情况。值得一提的是，THESEUS-FE还具有“通风反演”模式，可根据指定的座舱环境温度反算入口温度。
另外，还可将THESEUS-FE和多种第三方CFD软件和1D设计软件(如StarCCM+，Fluent，Flowmaster)进行协同仿真，对座舱内温度湿度场和空调性能进行仿真。

4.2 假人模型
在人体舒适性分析中，座舱中的假人模型可以与座舱环境完全耦合。这样，空气对流、太阳照射以及和座椅的热接触以及人体的呼吸作用、皮肤的汗液蒸发、环境适度的影响都可同时加以考虑。同时，可以为假人的不同部位选择不同材料的衣服，精确地仿真不同衣服的保温作用。
FIALA-FE在复杂的假人模型中结合了被动和主动控制系统，使之与真人实验数据高度吻合。动脉中血流运输热量使人体保持温暖状态；在寒冷的环境中，血管收缩增加动脉阻力降低血流速度，维持体温，从而使更少的热量到达皮肤；而在更温暖的环境，血管扩张降低动脉阻力使更多的热量通过皮肤散发。热舒适性模型从生理学的角度评估人体对环境的感知：寒冷、自然、炎热，舒适或不舒适。全局舒适性模型针对整体热状态，局部舒适性模型针对身体特定部位，如与座椅接触的背部，受日光照射的面部等。

5.烤漆分析
Theseus-FE4.0版本新增加OVEN烤漆模块功能，专门用来模拟汽车在烘房内的温度变化。Oven模块的用途是快速模拟汽车上油漆和胶黏剂的烘干过程。Oven模块中可包含多个车身加热段，称之为Oven sectors。烤漆过程中，还可模拟墙壁上喷管Nozzles向车身喷射热空气的影响。

6.电泳分析
Theseus-FE的E-Coating模块，能够采用有限元方法，进行电泳过程的仿真分析，得到待测点的涂层厚度以及电势、电流密度的分布。电泳最基本的物理原理为带电荷的涂料粒子与它所带电荷相反的电极相吸。采用直流电源，金属工件浸于电泳漆液中通电后，阳离子涂料粒子向阴极工件移动，继而沉积在工件上，在工件表面形成均匀连续的涂膜。

Theseus-fe功能简介.pdf